FI110494B - Förfarande för framställning av fasadmaterial - Google Patents

Description

, 110494

Forfarande for framställning av fasadmaterial Föreliggande uppfinning hänfor sig till en säsom fasadmaterial avsedd kombinerad natur-stens/betongplatta. En dylik bestär av ett fasadskikt av natursten och ett mot 5 naturstensskiktet anliggande stomskikt av betong.

I synnerhet avser uppfirmingen ett forfarande enligt ingressen till krav 1 för framställning av kombinerade naturstens/betongplattor. Enligt forfarandet gjuter man betongmassa pä naturstensplattans ena sida, som därvid utgör betongmassans gjutunderlag, betongmassan 10 förses, om sä önskas, med armering, och sedan far betongmassan stelna och härdna.

I det följande beskrivs även sätt att göra naturstensplattor, i synnerhet fasadplattor av natursten, bättre vattenavstötande.

15 I marmorfasader har man hittills använt sig av kompakta naturstensplattor. Nackdelen med dylika plattor är att de inom en relativt kori tid i utomhusförhällanden böjer sig och vittrar sönder. Det är även känt att framställa kombinerade naturstens/betongplattor, vilka innehäller ett första, yttre skikt, som bestär av natursten, och ett andra, inre skikt, som bestär av betong. Som exempel pä teknikens ständpunkt kan man nämna de tväskiktsplattor ·.·. 20 som är kända genom DE 4 242 026, CH 486 968, US 3 605 366, DE 4 141 414 och SE • · 129141.

• · · · • · ·· • · ··· Den bristande vidhäftningen mellan de tvä skikten har emellertid utgjort ett stort problem ···· : för de kända kombinationsplattoma.

• · · : : : 25

Avsikten med uppfinningen är att räda bot pä de olägenheter som hänför sig tili teknikens • · ständpunkt och att tillhandahälla en kombinerad naturstens/betongplatta av alldeles ny typ, ··· $ · • · · * vilken kan användas som fasadmaterial.

• · • · • ·· • · · 30 Uppfinningen baserar sig pä den tanken att natursten, t.ex. marmor, sammangjutes med en * : armerad betongplatta tili ett fasadelement. Enligt uppfinningen förböjer man därvid : _ : naturstensplattan sä, att den yta pä vilken betongplattans betongmassa gjuts blir konvex och uppvisar en böjning av ca 0,1 -10 mm per meter. Eftersom betongmassan krymper när den 2 110494 stelnar och härdnar, rätas naturstensplattan ut av den vid naturstensplattan fästa betongen under stelnings- och härdningsprocessen. För att en tillräcklig vidfastning av betongen till naturstenen skall erhallas bör naturstenens yta före gjutningen göras vattenavstötande, förträdesvis genom behandling med en polymerharts. Därtill är det fördelaktigt om 5 betongmassan innehäller en andel krossad natursten, som förmär binda vatten.

Användningen av krossad natursten är i och för sig förut känd genom ’’Rakentajain Kalenteri” 1987, p. 528, radema 24-26, och impregnering av naturstensskikt med polymeriserad harts genom DE 3 333 276. Det är emellertid inte känt frän tidigare att i föreliggande sammanhang förböja naturstensplattan före gjutningen av betongmassan.

10 Närmare bestämt kännetecknas förfarandet enligt uppfinningen av vad som är angivet i den kännetecknande delen av krav 1.

Medelst uppfinningen emäs avsevärda fördelar. Säsom ovan nämndes rätas den förböjda 15 naturstensplattan ut av betongen under stelnings- och härdningsprocessen, varvid spänningen upptas av betongens armeringar. En fortsatt (icke-önskad) böjning av naturstensplattan förhindras bade av betongen och dess armering, varvid man kan undvika de böjningar i naturstenen, t.ex. marmom, vilka annars leder tili söndervittring.

Livslängden pä marmorfasader kan därmed avsevärt förlängas. Yidhäftningen mellan . · 4 20 naturstenen och betongen är utmärkt; prov har visat att plattan brister i betongskiktet • · ’snarare än i gränsytan mellan naturstensplattan och betongen. Naturstenskrosset i ···· betongmassan fungerar som en vattenreservoar, vilket gör att man uppnär en kontrollerad stelning av betongmassan samtidigt som vattnet förhindras frän att migrera ut i • · · · : naturstensplattan, vilket skulle försämra vidfästningen.

··· • · · A, : : : 25 I det följande skall uppfinningen och dess fördelar granskas i detalj utgäende frän följande • · :: beskrivning av förfarande och med hänvisning tili bifogade ritningar, varvid

Ml • ·

Figur 1 visar i perspektivvy en sammansatt naturstens/betong-platta enligt uppfinningen, : *.· väri naturstenen utgörs av marmor, ··· 30 Figur 2 visar plattan i framvy, :*:*: Figur 3 visar snittet 1-1,

Figur 4 visar snittet 2-2,

Figur 5 visar snittet A-A och B-B, 110494 3 I figurema används följande hänvisningssiffror: 1 sammansatt platta 2 marmorskikt 5 3 betongskikt 4 betongutspräng 5 upphängningsstäl 6 upphängningskonsol 7 armeringsjäm 10 8 spär 9 i späret infällt förbindningsstäl 10 U-format förbindningsstäl 11 skruvhäl 15

Den sammansatta plattan 1, som visas i perspektiwy i figur 1, ffamiffän i figur 2 och i snittbild i figurema 3 och 4, bestär av en natursstensplatta 2 och en betongplatta 3 med infällda upphängningsstäl 5 infällda i betongen pä vardera kanten av plattan. Betong-utsprängen 4 täcker förbindningsstal 9,10, som förstärker konstruktionen ovanfbr 20 upphängningsstälen 5 och i den nedre kanten av plattan. Förbindningsstälen ger en me-kanisk infästning av naturstensplattan som komplement tili kontaktinfastningen mellan betongen och plattan, vilken uppstär vid gjutningen.

• · • · · • · · • · ;i Figur 5 visar mera i detalj plattans konstruktion vid betongutsprängen 4 (snitt A-A) resp.

*:' · · 25 vid upphängningsstälet 5 (snitt B-B). Armeringen 7 är lagd i kors i mitten av betong- skiktet 3, sä att man erhaller ett armeringsnät, som stärker betongskiktets draghällfasthet i : · * längd- och breddled. En lämplig diameter pä armeringsjämen är 2 - 6 mm, t.ex. ca 4 mm, * · * ‘ för en platta med ett 10 mm:s marmorskikt och ett 30 mm:s betongskikt. Säsom framgär av figuren 4 kan man använda dubbel armering för att göra konstruktionen ännu starkare.

30 Naturstensplattan 2 är i kanten, vid betongutspränget 4, försedd med ett längsgäende spär 8. Ett U-format förbindningsjäm 9, som är ingjutet under det transversella armeringsjämet, . ·: · är böjt tvä gänger, sä att det först löper över det longitudinella armeringsjämet och därefter . 1. ‘ böjer sig in med bottnen av U-et ingripande i späret 8. Ett andra, plant U-format förbind- ” *. ningsjäm är inpassat i betongskiktet med U-ets botten ingjutet i betongutspränget 4. För- • · 35 bindningsjämen är lämpligen av fjäderstäl.

• » i · • M * 110494 4

Snittet B-B visar infästningen av ett upphängningsstal 5 i betongskiktet 3 mellan arme-ringsnäten 7. Upphängningsstälet bestär av plattstäl, vars ände i profil är böjt tili ett Z, sä att den fbrst anligger mot kanten av betongplattan och sträcker sig ut mot den vägg pä vilken plattan skall upphängas och därefter bildar en med väggen parallell fästkant 5' (se 5 figur 1). Ett skruvhal 11 är utbildat i fastkanten 5'.

Plattan 1 hängs upp pä upphängningskonsoler 6 som t.ex. kan vara formade säsom angivet i figur 1.1 detta fall har plattan hängts upp i stället för en massiv marmorplatta pä dess gamla konsol, av vilken man kvarlämnat en del av ett gammalt utspräng av rostfiitt stäl, 10 som kommer att stöda mot betongskiktets ryggsida. Upphängningskonsolen har en uppät- riktad kant, som griper om upphängningsstälets fastkant. Upphängningsstälet är därvid infört i en skära i kanten, sä att kanten kommer att anligga tätt mot konsolen. Fastkanten kan infästas i konsolen med en skruv.

15 För ffamställning av en i det föregäende nämnd platta använder man en naturstensplatta som bestär av en naturstensart, som lämpar sig för användning i fasadmaterial. Dylika naturstensarter är tex. oxid- och hydroxidmineralema samt karbonat-mineralema. Som exempel pä lämpliga naturstenar kan nämnas marmor och andra kalcium- och kalcium- • · * * · * ·' magnesium-karbonat baserade mineral (t.ex. kalksten) samt granit, kvarts, och kvartsit, • · * · · · 20 labradorit och andra liknande silikatbaserat mineral. Företrädesvis använder man marmor eller granit.

•« , » « · * «

Enligt uppfinningen utsätts naturstensplattan för en förböjning pä ca 1 - 4 mm/m. Böjnin- • · · gen räknas som avständet frän en punkt pä mitten av plattan tili en tänkt rät linje som 25 förenar plattans kanter. Företrädesvis emäs den önskade förböjningen genom sandbläst-ring av naturstensplattans insida. Vid sandblästringen använder man förträdesvis sand av : typ OK 50 - 90, lämpligen OK 70 innehällande nickelslagg. Trycket uppgär i allmänhet tili · : 5-20 kg/cm2, företrädesvis ca 10 -12 kg/cm2. Plattan kan böjas även pä andra sätt, tex.

♦ · ; * * * mekaniskt genom att applicera tryck pä mitten av plattan.

·:··· 30 : . ·. Som ett resultat av sandblästringen böjer sig plattan, sä att den i mitten buktar ut. Vid • · M· * ..... sandblästring av en marmoryta avlägsnas de mjuka partiema och kvar blir en gropig yta, 110494 5 som erbjuder en stor vidfastningsarea för betongmassan. Marmorplattans area ökar van-ligen med ca 50 - 500 %. Även granit- och kvartsplattor böjer sig pä liknande sätt och far en större yta genom sandblastring.

5 Efter sandblästringen putsas ytan fri frän slipmjöl. För att uppnä en god vidfastning av betongmassan behandlar man därefter plattan, sä att den väsentligen inte suger upp vatten frän betongmassan. Detta kan uppnäs genom att mätta plattan med vatten, sä att den inte upptar mera vatten frän betongmassan, vilket skulle försvaga naturstens/betong-fogens styrka. Enligt en särdeles föredragen utföringsform uppnäs detta emellertid genom applice-10 ring av en polymer, som bildar en vattenavstötande yta pä naturstenen. Polymerens mängd är vanligen ca 0,00001 -1 %, företrädesvis ca 0,00005 - 0,1 %, i synnerhet ca 0,0001 -0,01 % av naturstensskiktets vikt. Typiskt applicerar man 1 -100 g, lämpligen ca 5 - 50 g polymer per kvadratmeter natursten. I samband med bestrykningen uppsugs polymeren även i naturstenens porer och sprickor och bidrar tili att göra även stenens fasadyta bättre 15 vattenavstötande. Detta sätt att förbättra naturstensvattenavstötning kan ävenJillämpas generellt för vilka som heist naturstensapplikationer, dvs. genom att bestryka ätminstone en sida av ett naturstensstycke med en lösning av en polymer, som fär sugas upp i stenens porer och sprickor. Vid behov kan man göra ytterligare sprickor eller räkar i sienen för att • · • · · ’ · * · * effektivera uppsugningen.

. Lämpliga polymerer för ovannämnda ändamäl utgörs av syntetiska hartser, som kan an- ”*’* vändas t.ex. i form av latexer eller andra dispersioner. Efter behandlingen avlägsnas even- • φ • * · . ·. ·. tuella överloppsmängder för att förhindra att det bildas polymera mellanskikt mellan * · naturstenen och betongen, vilka även de väsentligen skulle minska hällfastheten. Säsom 25 exempel pä lämpliga preparat kan nämnas dispersioner innehällande polymer- och kopoly- mer av följande ämnen: akrylsyra, akrylsyraestrar, akrylnitril, vinylacetat, butadien och : styren. Dispersionema kan användas som sädana eller i kombination med lämpliga naturli- • · · V ga bindemedel, säsom modifierad stärkelse och karboximetylcellulosa. Produkter som : “ * används säsom “primers” före ytbeläggnings-, ytbehandlings-, mälnings- och konstruk- ·· · *: · ·: 30 tionsarbete är lämpliga.

• · • · • · · • · · • · · •;: När den konvexa ytan är torr gjuter man betongmassa pä den. Betongmassan, som efter 110494 6 stelnandet utgör det sammansatta elementets andra del, innehäller ett hydraulista bindeme-del (dvs. ett bindemedel som härdnar vid tillsats av vatten), fyllmedel och lämpliga tillsats-medel. Bindemedlet kan t.ex. bestä av Portland-, Rapid- eller slaggcement, varvid man föredrar att använda cement med stor hallfasthet, säsom vitcement. Finheten för cementet 5 uppgär lämpligen tili 100 - 800 m2/g, företrädesvis 200 - 600 m2/g. Betongmassans iyllmedel kan utgöras av sand, polymeriska material och fibermaterial. Företrädesvis används sand med komstorlekar pä upp tili 3 mm. Enligt en föredragen utföringsform används sand av tva olika grovlekar. Betongmassan kan förutom sand även innehäller fiberformiga fyllmedel, säsom natur- och syntetiska fibrer. Som exempel kan nämnas cellulosabaserade 10 fibrer, glasfibrer, kolfibrer och plastfibrer.

Förutom ovannämnda konventionella fyllmedel ingär i betongmassan även en komponent som binder vatten. Denna komponent utgörs lämpligen av krossad natursten med en kom-storlek pä ca 0,5-15 mm, företrädesvis ca 2 -10 mm, i synnerhet ca 3 - 5 mm. Krosset 15 kan härstamma frän nägot av de naturstensmaterial, som nämns ovan. Vanligen används marmor-, kalkstens-, granit- eller kvartskross. Genom att mätta krosset med vatten före eller i samband med gjutningen av massan erhäller man en vattenreservoar i den stelnande massan, vilket bidrar tili att höja betongens vidhäftning.

• » • · · • · « · • · · · 20 Beroende pä det använda cementet och pä fyllmedlen kan betongmassan innehälla kända , tillsatsmedel säsom flytmedel, acceleratorer eller retardatorer, porbildande medel för » · frostbeständighet och korrosionsskyddsmedel.

* 1 1 • · · • « • · • ·

Utgäende frän det ovannämnda innehäller betongskiktet generellt sett 0,1-25 vikt-% 25 hydraulista bindemedel, 0,1-25 vikt-% fyllmedel och 0,1 - 99,8 vikt-% krossad natursten.

I synnerhet bestär den betongmassa som används för gjutning av betongskiktet av följande komponenter: • · · • · • · • · 1 - 5 viktdelar cement • · · ·:**.’ 30 1 -10 viktdelar vanligt mineralisk fyllmedel m · : .· 1 -15 viktdelar naturstenskross t · # · · · 0,5 - 3 viktdelar vatten 110494 7

Vattenmängden är vanligen ca 0,5 - 0,55 ganger cementmängden och den totala fyllme-delsmängden (inkluderande naturstenskrosset) uppgär tili 4-6 ganger cementmängden.

I samband med gjutningen förses betongskiktet lämpligen med ovannämnda arme-5 ring, som upptar de dragspänningar som riktas mot plattan, samt med ovannämnda förbindnings- och upphängningsstal.

Efter gjutningen far den sammansatta plattan torka och stelna. Förböjningen av natur-stensskiktet gär därvid tillbaka anefter som betongen torkar och därvid krymper. Förböj- ' 10 ningsspänningen överförs pä betongskiktet och upptas av armeringen.

Exempel 15 Ett sammansatt fasadelement enligt uppfinningen tillverkades av en ca 10 mm tjock mar-morplatta, som uppvisade en polerad resp. en opolerad yta. Den opolerade ytan av mar-morplattan sandblästrades först, sä att en ca 2 mm:s förböjning/lm av plattan uppstod och plattan antog en kalott-lik form. Den sandblästrade ytan rengjordes ffän damm och be- • · · ·*; ströks tunt med en syntetisk polymerharts i form av en vattenlösning (latex). Ätgängen var « · *’** 20 ca 1,5 dl latex per kvadratmeter. Vid exemplet användes en akryldispersion, som mark- ····« . nadsförs under namnet RESCON CP av Resco, Norge. Avsikten med behandlingen är att , göra naturstensskiktet vattenavstötande. Överloppsprimerlösningen avlägsnades och • · « • · · . ·. · därefter fick ytan torka.

• # 25 Efter bestrykningen med polymerhartset nedsänktes marmorplattan i en form beklädd med en plastfolie, varvid den bestrukna ytan vändes uppät och användes som gjutunderlag för ;en betongmassa blandad enligt följande recept: ··· 9 · # * 9 • 9 1,2 kg vit cement M· *ί*·· 30 1,8 kg sand 1 0,85 kg sand2 • M · •;*\ 3,3 kg marmorkross, 110494 8 0,66 kg vatten

Betongmassan hälldes pä marmorplattan, sä att den bildade ett ca 10 mm tjockt skikt.

Därefter sattes armeringsstälen och förbindningsstälen pä plats och sedan göts ytterligare 5 betongmassa pä armeringen, varvid ett totalt ca 30 mm tjockt betongskikt erhölls. Massan vibrerades. Gjutningen täcktes sedan med plastfolie och betongen hölls fuktig i ca 2 veckors tid. När betongen torkat och krympt hade marmoiplattans förböjning gätt tillbaka med over 50 % och inom ca 3 mänader var ytan äter helt pian.

10 Hällfastheten hos sammansatta marmor/betong-plattor (25 x 35 cm) som tillverkats enligt ovan testades vid VTT laboratorium för byggnadsteknik. Plattoma innehöll granit-, kalkstens- respektive kvartskross. Vid proven bestämdes plattomas frostbeständighet och vidhäftningsstyrkan för fogen mellan marmor- och betongskiktet.

15 Plattomas draghällfasthet efiter en infrysnings-upptiningsbehandling (SFS 5447) bestämdes enligt standard SFS 5445. En första granskning gav vid handen att behandlingen inte orsakat plattoma nägra visuella skador. Draghällfastheten för plattoma var minst 88 % av referensplattomas, och den uppgick tili 2,8 MPa för plattor innehällande granitkross, 2,5 * · * · · • · * · * MPa för plattor med kalksten och 2,9 MPa för plattor med kvarts. Eftersom en fasadkon-* · *··* 20 struktion anses vara frostbeständig när dess styrka efter 100 cykler av nedfiysning och , upptining inte sjukit under 2/3 av referensen, kunde man konstatera att plattoma enligt ·· “*! uppfinningen synnerligen väl uppfy Her standardemas kriterier.

• S ·· · • · • ♦ • ·

• I

• · • · « * • · ··♦ ·· · ·«· • · • · I · 9 9 >M · «

Claims (6)

110494 9

1. Förfarande för framställning av ett fasadelement bestäende av ett fasadskikt av natursten och ett mot naturstensskiktet anliggande stomskikt av betong, enligt vilket förfarande 5. betongmassan förses med porbildande medel för frostbeständighet, betongmassa gjuts pä den ena sidan av en naturstensplatta, vilken därvid utgör betongmassans gjutunderlag, betongmassan förses, om sä önskas, med armering, och betongmassan fär stelna, 10 kännetecknat avatt naturstenens yta görs före gjutningen vattenavstötande genom behandling med en polymerharts, och naturstensplattan böjs fbre gjutningen i den grad, att betongmassans gjutunderlag blir konvext, varvid den förböjda naturstensplattan rätas ut av 15 den vid naturstensplattan fasta betongmassan när denna härdnar och krymper.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att naturstensplattan böjs medelst sandblästring av den sida som utgör betongskiktets gjutunderlag. • · • · • · · *! 20

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat att naturstensplattan böjs, sä att man erhäller en böjning av 1 - 4 mm per meter.

• · ·· · ···· . .·. 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att natur- • · · ; * · ’; stensplattan bestär av marmor eller granit. 25 *: *' i

5. Förfarande enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att man använder en betong- • · · ’...: massa innehällande ett hydrauliskt bindemedel, fyllmedel samt krossad natursten med en komstorlek av 1 -10 mm. % • · · • · • · • · · 30

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att den krossade naturstenen mättas •: · · · med vatten före eller under gjutningen av betongmassan. ,0 1 10494